组分调制Ni/Cr多层膜合金化制备Ni-Cr合金覆盖层的耐腐蚀特性

利用双槽电沉积法制备组分调制Ni/Cr多层膜,探讨了Ni/Cr多层膜的合金化特性。借助SEM和EDS对Ni-Cr合金覆盖层的表面形貌、微观结构以及化学组成进行了表征。结果表明,减小周期厚度,提高热处理温度,延长保温时间有助于提高多层膜的合金化程度。经高温处理后,Ni-Cr合金覆盖层化学组分均一,与理论值基本吻合;其微观形貌由原来的结节状或颗粒状结构转变为块状结构,并且未产生热应力开裂等现象。与相同厚度的镍镀层和铬镀层比较,Ni-Cr合金覆盖层具有更好的耐腐蚀性能。     

组分调制多层膜及其合金化制备抗高温氧化镀层研究进展

介绍了组分调制多层膜的结构特征、超常性能及其制备方法。总结了多层膜合金化法,并对其合金化程度影响因素进行了分析。对抗高温氧化合金、抗高温氧化合金的镀层进行了介绍并对组分调制多层膜合金化制备抗高温氧化合金镀层的优越性和可行性进行了分析。最后对抗高温氧化合金的发展进行了展望。     

Cu/Ni多层膜在多冲与压压载荷下的失效行为

采用磁控溅射技术在TC4钛合金表面制备Cu/Ni多层膜,利用多冲和动态循环压压试验装置对膜层的力学性能进行了评价,探讨了冲击条件、多层膜调制周期及结构等对多层膜失效行为的影响,比较了多层膜和单层Cu、Ni膜在多冲条件下的失效行为,以及多冲与循环压压载荷对多层膜失效行为的影响.结果表明:多冲法能够较好地表征Cu/Ni多层膜的结合强度、韧性、内聚强度.压压载荷作用下多层膜的失效主要表现为单一的开裂现象,因而压压法更适合评价膜层的韧性.采用合适的过渡层、离子辅助和基材加热方法可以获得高的多层膜强度和韧性;调制周期小于600 nm的Cu/Ni多层膜的内聚强度、韧性及多冲承载能力高于Cu、Ni单层膜;调制周期小于200 nm的多层膜呈现出明显的超硬度现象,且具有良好的强韧性能.     

Ag/Cu和Cu/Ni纳米金属多层膜强度软化的理论分析

用电沉积法分别制备了具有不同调制波长的Ag/Cu和Cu/Ni金属多层膜,研究了多层膜的硬度与调制波长之间的关系.结果表明,当调制波长λ>300 nm时,两种多层膜的硬度与调制波长符合位错塞积机制的Hall-Fetch关系,当λ<300 nm时,都偏离了Hall-Fetch关系;Ag/Cu和Cu/Ni多层膜分别在λ=50nm和100nm处取得硬度峰值.基于Cheng等人的电子理论分别求出了Ag,Cu和Ni金属晶体的位错稳定的临界晶粒尺寸,进而定量地解释了Ag/Cu和Cu/Ni金属多层膜硬度峰值位置.     

不同方法制备的Cu-Ni合金氧化行为研究

采用电弧熔炼(CA)和机械合金化(MA)技术制备了晶粒尺寸差别较大的Cu-Ni固溶体合金，并研究了它们在800℃空气中的氧化行为。结果表明：MACu-50Ni合金的氧化速率高于CACu-50Ni合金；而MACu-70Ni合金的氧化速率却低于CACu-70Ni合金。合金表面氧化膜外层均是CuO层，但相邻的内层则差别较大，其中，CACu-50Ni，CACu-70Ni和MACu-50Ni合金的内层是Cu2O和NiO的混合氧化物层，而MACu-70Ni合金内层则是较厚且致密均匀的NiO层。晶粒细化促使合金表面氧化膜内层由Cu2O和NiO的混合氧化物层向单一的NiO层转变。     

Ti6Al4V表面等离子Cu/Ni合金化（英文）

利用等离子表面合金化技术对Ti6Al4V表面进行Cu/Ni合金化处理,采用SEM研究了温度对合金层微观结构的影响,采用GDS和XRD对合金层的成分和相组成进行测试。结果表明,850℃制备的合金层与基体冶金结合,厚度约7μm,主要由Ti,Ti2Ni,TiNi,Cu0.81Ni0.19和CuTi相组成。抗菌结果表明,合金化试样在12 h内展现了优良的抗菌性能。表面合金层也显著提高了钛合金的耐磨性能。     

调制波长对Cu／Ni金属多层膜力学性能的影响

用电沉积法在低碳钢基体上制备了具有不同调制波长(一个调制波长等于单层Cu膜与单层Ni膜厚度之和)的Cu/Ni金属多层膜，研究了多层膜硬度与其中单层膜厚度之间的关系。结果表明，当膜厚在亚微米范围内时，Cu/Ni多层膜的屈服强度(为硬度值的1/3)与单层膜厚之间符合基于位错塞积模型的Hall-Pctch(H-P)关系式；而当单层膜厚小于100nm时，屈服强度与膜厚的关系偏离了H-P线性关系。基于程开甲等人位错稳定性理论首次对金属多层膜变形行为偏离Hall-Petch关系的现象作了定量解释。     

Cu-Ni/Cu/Cu-Ni层合材料的电阻特性

在车载马达、空调等典型的家电压缩机上从节能的观点着眼现已广泛采取电流控制进行对其驱动的控制。在这类控制技术上越来越多地采用了使用所谓分流电阻的电流检测电阻器。这种电阻器要求电阻值高精度化并且电阻值的温度系数(TCR)接近于零。作为低TCR合金常用Cu-Ni合金。Cu-Ni系合金通过调整Ni与Cu的配合比便可获得正的到负的TCR。日本的研究者们早已发现了Cu与Ni的复合板在Cu层与Ni层之间所形成的扩散层能够有效地控制其电阻特性。因此,此次研究了具有层状结构的Cu-Ni/Cu/Cu-Ni复合材料,通过热处理改变Cu-Ni合金与Cu界面上的扩…     

双槽电沉积法制备Cu/Ag纳米多层膜

双槽电沉积法制备了不同调制波长的Cu/Ag金属多层膜(Cu膜和Ag膜等厚),用扫描电子显微镜观察了多层膜的层状结构,并研究了不同调制波长下多层膜的显微硬度变化.结果表明:双槽电沉积法制备的Cu/Ag多层膜层状结构明显.当调制波长大于100 nm时,显微硬度随调制波长减小而增加;当小于100 nm时,硬度随调制波长减小而...     

Cu/Ni多层膜对Ti811合金微动磨损和微动疲劳抗力的影响

在Ti811钛合金表面利用离子辅助磁控溅射沉积技术制备20～1200nm不同调制周期的Cu/Ni金属多层膜,分析多层膜的结构,测试膜基结合强度、膜层显微硬度和韧性,对比研究不同调制周期的Cu/Ni多层膜对钛合金基材常温下微动磨损性能和微动疲劳(FF)抗力的影响。结果表明:利用离子辅助磁控溅射技术可以获得致密度高、晶粒细化、膜基结合强度高的Cu/Ni多层膜,该类多层膜具有良好的减摩润滑作用,因而改善了Ti811钛合金常温下抗微动磨损和微动疲劳性能;Cu/Ni多层膜对钛合金FF抗力的改善程度随膜层调制周期呈现非单调变化趋势,调制周期为200nm的Cu/Ni多层膜对钛合金FF抗力的提高程度最大,原因归于该膜层具有良好的强韧和润滑综合性能。     

镀Cu-Ni的碳纤维及其复合材料SCIEI

用连续电镀法在碳纤维表面镀Cu后再镀Ni,制备了镀覆Cu-Ni双镀层的碳纤维,研究了Cu-Ni双镀层与碳纤维的高温相容性。并用镀Cu-Ni的碳纤维制备了Cu基复合材料,测试其弯曲强度、线热膨胀系数和电阻率。结果表明,Cu-Ni双镀层在高温下转变为面心立方的Cu-Ni固溶体,克服了在高温下Cu镀层的球化缩聚行为和Ni镀层对碳纤维的催化石墨化作用,且不影响碳纤维的拉伸强度。由于在界面上形成了可溶解微量碳的Cu Ni固溶体而增加了碳纤维与基体的结合强度,复合材料的弯曲强度显著增加,断口上的碳纤维拔出长度大为减小,复合材料的界面属于溶解结合型界面。     

在碱性溶液中Cu-Ni合金镀层钝化膜的半导体性能研究

用电化学方法测量Cu-Ni合金镀层在1 mol/L的NaOH溶液中的Tafel、EIS和Mott-Schottky曲线,研究了镀层钝化膜的电化学性能,并借助点缺陷模型(PDM)计算了钝化膜的受主浓度、平带电位及阳离子空位扩散系数.结果表明:Cu-Ni合金镀层表面钝化膜具有p型半导体性质.受主浓度和平带电位随成膜电位的负移而增大.随着合金镀层Cu含量的增加,受主浓度和钝化膜阻抗减小,钝化膜耐蚀性降低.不同Cu含量的Cu-Ni合金镀层阳极氧化后的钝化膜阳离子空位扩散系数为10-14cm2/s.     

单脉冲电沉积Ni-Co合金镀层在NaCl盐膜下的腐蚀行为

采用X射线衍射（XRD）、扫描电钳能谱（SEM／EDS）及热重分析法研究了单脉冲电沉积法制备的Ni—Co合金镀层在NaCI盐膜下于800℃的空气中的腐蚀行为。结果表明，所制得的镀层在NaCl盐膜下发生了加速腐蚀，形成的表面腐蚀层疏松且与基体的粘附性较差。讨论了在该腐蚀环境下Ni-Co合金层的腐蚀机制。     

热处理对镀层碳纤维的界面结合特征及碳纤维结构的影响

采用化学镀工艺分别在碳纤维表面施加Ni层、Cu层以及Cu/Ni双层镀层,并对不同镀层的碳纤维进行750℃真空热处理。利用SEM、EDS和XRD对热处理前后镀层形貌、成分、物相以及碳纤维微观结构进行分析。结果表明:热处理前后,镀Cu碳纤维界面结合方式始终为机械结合,镀Ni碳纤维和Cu/Ni双镀层碳纤维界面由机械结合转变为扩散结合;热处理对镀Cu碳纤维结构无影响,而镀Ni和Cu/Ni双镀层碳纤维结构发生了石墨化转变,Ni是造成碳纤维石墨化的主要因素,Cu的存在可以有效的降低Ni对碳纤维结构的改变,所以Cu/Ni双镀层碳纤维石墨化程度要低于镀Ni碳纤维,同时还保证了界面为扩散结合。     

化学镀镍-铜-磷三元合金层的制备及其组织与性能研究

对45钢表面用化学镀方法镀镍-铜-磷三元合金层,采用金相显微镜、扫描电镜能谱分析、X射线衍射和显微硬度计研究了镀层的组织、相结构和性能.结果表明,600℃×1 h热处理后,镀层由Ni基固溶体、Ni3P和Cu3P化合物相组成;镀层的硬度随着热处理温度升高先增大后降低,400℃热处理后的硬度最高;在相同的模拟酸性腐蚀条件下,Ni-Cu-P三元合金化学镀层与1Cr18Ni9不锈钢相比,具有更加良好的耐腐蚀性能.     

Surface Modification of Ti6Al4V by Plasma Copper and Nickel Alloying Process

利用等离子表面合金化技术对Ti6Al4V表面进行Cu/Ni合金化处理,采用SEM研究了温度对合金层微观结构的影响,采用GDS和XRD对合金层的成分和相组成进行测试。结果表明,850℃制备的合金层与基体冶金结合,厚度约7μm,主要由Ti,Ti2Ni,TiNi,Cu0.81Ni0.19和CuTi相组成。抗菌结果表明,合金化试样在12 h内展现了优良的抗菌性能。表面合金层也显著提高了钛合金的耐磨性能。     

高熔点差三元合金累积叠轧-扩散合金化制备工艺

为解决高熔点差多元合金制备方法存在的元素偏析、合金性能受限、制备成本高等问题,提出了高熔点差组元合金的累积叠轧-扩散合金化制备新工艺。采用SEM、EDS、TEM、XRD和万能试验机表征了累积叠轧-扩散合金化Cu-21Ni-5Sn合金的组织和性能,研究了累积叠轧和阶梯式扩散热处理工艺对Cu-21Ni-5Sn合金成分均匀性的影响和机理,并揭示了后续时效制度对Cu-21Ni-5Sn合金性能的影响和机理。结果表明：通过累积叠轧7道次+650 ℃/5 h+1000 ℃/8 h阶梯真空扩散热处理工艺,制备出了元素误差小于5%、成分均匀的Cu-21Ni-5Sn合金。采用累积叠轧实现减薄中间层、缩短扩散距离,增加晶界、位错等原子扩散通道,低熔点Sn元素与Cu、Ni元素在650 ℃形成高熔点(Cu,Ni)₃Sn金属间化合物临界层,在1000 ℃高温加速Cu、Ni元素扩散。Cu-21Ni-5Sn合金在40%预冷变形下于470 ℃时效60 min充分调幅分解,基体中析出致密的与基体共格的DO22及L12有序固溶体,与α铜基体之间的取向关系为(-1-1-1 )Cu//(-2-20)DO22,(-200)Cu//(-310)L12。合金抗拉强度达到峰值916 MPa,弹性模量为135.4 GPa,合金导电率达到6.23% IACS。     

碳纳米管增强Cu-Ni复合镀层制备及其性能

目的提升Cu-Ni复合镀层的硬度、摩擦磨损与抗腐蚀性能。方法在五水硫酸铜镀液中添加六水合硫酸镍和碳纳米管(CNT),采用电共沉积方法制备Cu-Ni、Cu-Ni/CNT复合镀层。利用显微硬度测试仪、摩擦磨损试验机测试CNT增强复合镀层(Cu-Ni/CNT)的硬度和摩擦磨损性能。借助扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)表征镀层的表面形貌、元素分布及磨斑表面特征。在模拟海水(3.5%NaCl)溶液中测试镀层的电化学阻抗谱(Nyquist)和Tafel曲线。结果 Ni、Cu共沉积时,更多Ni原子被Cu原子置换,镀层硬度相比于纯镍镀层略有下降,但是Cu-Ni固溶体形成后固溶强化使耐磨损性增强。CNT共沉积镶嵌在Cu-Ni复合镀层中,其晶粒细化和弥散强化效应使镀层硬度提高,在考察范围内,最高达到560.59HV。当Cu-Ni共沉积镀液中加入0.08%(质量分数)CNT时,复合镀层中CNT的物理屏蔽使其具有最高的腐蚀电位(-436.08 mV)、最低的自腐蚀速率与最好的抗腐蚀性能,其镀层电阻(Rc)为1573Ω·cm2;相比于纯Ni镀层,腐蚀抑制效率为95.86%;镀层平均摩擦系数最低,为0.52,耐磨性最佳。结论共沉积时,适当配比CNT的加入可有效增强Cu-Ni复合镀层的硬度、摩擦磨损性能和抗腐蚀性能。     

单脉冲电沉积Ni-Co合金镀层在NaCI盐膜下的腐蚀行为

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜/能谱(SEM/EDS)及热重分析法研究了单脉冲电沉积法制备的Ni-Co合金镀层在NaCI盐膜下于800℃的空气中的腐蚀行为.结果表明,所制得的镀层在NaCI盐膜下发生了加速腐蚀,形成的表面腐蚀层疏松且与基体的粘附性较差.讨论了在该腐蚀环境下Ni-Co合金层的腐蚀机制.     

不同调制波长Cu/Ag多层膜硬度分析

用直流电沉积双槽法在纯铜基体上制备了不同调制波长的Cu/Ag多层膜,研究了多层膜硬度与调制波长之间的关系.实验结果表明,当调制波长位于600～300nm时,Cu/Ag多层膜的硬度与调制波长之间较好地符合基于位错塞积模型的Hall-Petch关系;当调制波长小于300 nm时,硬度与调制波长的关系偏离了HaU-Petch关系.由实验结果分析得出了Cu/Ag多层膜的位错稳定存在极限晶粒尺寸约为25 nm,与基于程开甲等人的位错稳定性理论得出的Ag晶体极限晶粒尺寸27 nm接近,验证了程开甲等人的位错稳定性理论.